道路橋梁工程測量中GPS技術的應用

米士玉

摘 要：和傳統定位測量技術相比較而言，GPS技術具有效率高，精度強，抗干擾能力突出等特點，在當前道路建設過程中得到了廣泛應用，極大地促進了橋梁公路事業的建設和施工的測量。因此，加強路橋施工中GPS測量技術應用的探究，能夠進一步為我國公路橋梁建設提供更好的測量基礎，從而提高路橋施工的速度和質量。

關鍵詞：道路橋梁工程；測量；GPS技術；應用

1 道路橋梁工程測量中GPS技術的具體應用

1.1 在橋梁控制網測量及施工測量中的應用

在道路橋梁測繪工作過程中，控制網測量是十分重要的工作內容，直接影響整個項目的測量質量。在進行控制網的測繪過程中，為了給后續測量工作提供參照和控制測量誤差的經驗積累，一般會按照由高級到低級的原則先觀測部分精度要求相對較高的控制網。在道路橋梁控制測量工作中，傳統的控制測量最常用的方法就是導線法，該方法可以確保高精準度地完成道路橋梁控制網。導線法即通過測繪儀器對導線邊長和角度進行測量，繼而求算點位坐標，最終完成整個控制網的繪制工作。此法具有幾何條件少、結構強度低的缺點，通常適用于小范圍的測繪內容，當進行大范圍的測量時，導線邊和角度數就會相應增加，根據誤差傳播定律原理，這將會產生較大的誤差。并且導線法的測量過程較為復雜，針對大范圍的測量工作，應用該方法具有較高的施工難度。根據工程部門現實情況和發展趨勢，首級網大多采用衛星定位測量控制網。由于工程控制網相對較短（二等網平均長度10km），微信信號在傳播中所經過的大氣狀況較為相似，在同步觀測中，經過電離層折射后的基線向量殘差<1×10-6，另外伴隨著雙頻接收機的發展，可建立嚴密的電離層修正模型，通過更正計算，消除或減弱了電離層折射對觀測量的影響，基線向量殘差會更小，因此GPS測量具有很高的精度，在道路橋梁控制網的測繪工作中具有十分顯著的效果，精度可以達到毫米級，通過該技術完成的控制網的測量內容，是完全符合國家繪制要求的。

橋梁控制網的建立有兩種作業模式：靜態和快速靜態。由于快速靜態定位模式對直接觀測基線不構成閉合圖形，可靠性較差，一般僅規定在一、二級控制網中采用，目前的大型橋梁要求精度高，一般采用靜態模式。靜態定位技術也叫靜態差分技術，在進行GPS靜態測量時，認為GPS接收機的天線在整個觀測過程中的位置是靜止的，在數據處理時，將接收天線的位置作為一個不隨時間的改變而改變的量，通過接收到的衛星數據的變化來求得待定點的坐標。在測量中，GPS靜態測量的具體觀測模式是多臺接收機在不同的測站上，按不同等級要求的時間，進行靜止同步觀測。該技術的工作思路是：應用載波相位對局域差分進行測量，然后通過接收機和衛星觀測單歷元解算基線，然后進行無約束平差和約束平差，從而獲得高質量施工坐標。

1.2 在變形監測中的應用

保證測量工作是保證項目質量的基礎。道路橋梁的測繪結果受外界環境的影響較大，測量過程較為繁瑣，這些因素都可能導致測量結果不夠精準，再加上道路橋梁建設工作一般工程量較大，施工環境較為復雜，測量不確定因素較多。應用傳統的測量手段可能會導致測量結果嚴重受到外界因素的影響，但在測繪工作中引入GPS技術可以較好地解決這類問題。將GPS系統和工程實體進行連接，實現對建設環境全面的檢測，在施工過程中一旦出現變動，該技術就會將變動的信息和數據通過某一平臺上傳給管理人員，管理人員根據這些信息和數據，快速地采取相關措施解決相應的問題。比如，在基坑開挖過程中，如果出現路基邊緣開裂的現象，GPS技術就會給管理人員發出警示信息，管理人員采取有效的措施加以解決后，即可保證項目施工安全。

2 工程實例

2.1 工程概況

本工程屬于我國北方某省五縱六橫七條線高速公路網中的一個部分，是三縱三橫高速公路網布局當中重要的一段，路線的走向為自東向西。高速公路的長度為10.8公里，需要設計14座大橋，1座車行天橋以及34道涵洞等。

2.2 施工常見問題及預防措施

1）GPS接納信號安穩性問題

GPS測量技術特別是RTK-GPS技術。在進行測量的時候，可能會產生短時間內信號不穩定的情況或者在一些區域內測量精度不高，出現這些現象的原因在于以下幾點：第一，現場施工條件復雜多變，導致遮擋和干擾GPS信號的情況時有出現，讓GPS能夠觀測到的衛星數量變少，另外由于多路徑效應，造成GPS測量的過程中定位精度降低。與此同時，由于當地地形山嶺縱橫，某些地點與GPS基站具有較遠的距離，另外一些橋梁樁基涵洞等多在深溝當中，無法保證GPS測量定位的準確性，導致方向精度較差。對其進行改進的過程中，可以使用以下幾點方法，首先對GPS定位進行選擇的過程中，盡量選擇一些樹木遮擋少，地勢較高的導線控制點，合理的運用RTK-GPS測量放樣技術，避免與GPS基站點有太遠的距離，依照放樣的內容，對間隔較近的GPS基站控制點進行選擇。

2）GPS測量技術受時段的影響

在進行GPS測量儀器應用的時候，往往會出現這樣一個問題，在某一個時間段內GPS，可以搜到8到9顆星，具有較高的測量精度，但某些時候只能搜到4顆星，導致測量精度不盡如人意，主要是因為GPS體系的衛星只有11顆在中國區域內運行，因為衛星會順著某一軌跡進行移動，一般情況下，某一個時間段內GPS定位衛星的數量不多，導致精度降低，所以在GPS外業測量的過程中，一定要對該區域的衛星數目情況進行仔細的計算和總結，盡量選擇精度較高，衛星數量較多的時間段進行操作。如果想要從本質上讓GPS衛星不穩定的問題解決，需要讓衛星測量數增加，讓GPS精度進一步提高。

3、用GPS測量技術的發展趨勢

3.1靜態GPS技術的趨勢

在我國交通事業發展中，工程建設精度要求越來越高，與之相適應的就是勘察與測量技術的迅猛發展，在路橋工程建設中靜態GPS定位技術的應用已經成為當前路橋工程建設中測量技術的主流。

3.2動態GPS技術的趨勢

1）可以利用GPS形成測量模型

利用GPS技術進行測量時可以形成快捷的航測圖，這樣就能夠更好地降低路橋工程測量中的人力物力消耗，提升工程測量三維坐標模型的構建效率。

2）將GPS與RTK更好地進行融合

這二者都是當前較為先進的測量數字化技術，RTK的特點就是實時性，而GPS測量技術的特點則是高效率，將二者融合既能夠實現測量結果精度的優化，同時還能夠將測量推廣到縱橫面測量以及復雜地形區域的野外測量數據采集工作，將常規全站儀的應用優勢以及RTK技術的應用優勢結合，就能夠實現多種測量環境下的高質量、實時性測量，同時還能夠降低人力物力消耗，使得路橋工程建設效率與質量得到測量技術保障。

結束語

總之，在路橋工程建設中的GPS技術在路橋工程建設中應用當前這些先進的數字化測量技術是路橋工程建設與管理效果提升的重要路徑，也是我國交通事業發展的助推力量。

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